哈伯望遠鏡揭密：仙女座星系的混沌歷史超乎科學家預期

哈伯太空望遠鏡近期進行了一項雄心勃勃的觀測計畫，首次全面描繪了環繞仙女座星系的所有已知矮星系。這項觀測結果顯示，仙女座星系的過去充滿了混沌與動盪，與科學家們的預期大相徑庭。

這項研究發表在《天體物理學期刊》上，揭示了仙女座星系及其矮星系在數十億年間經歷了劇烈的相互作用，就像一場宇宙中的碰碰車遊戲。相比之下，環繞銀河系的星系演化過程則顯得相對平靜。研究團隊指出，這意味著我們無法從對銀河系的理解中推斷其他星系的特性。

「一直以來，我們都擔心從銀河系學到的知識是否能夠廣泛應用於其他星系，」加州大學柏克萊分校的天文學副教授、研究共同作者丹尼爾·魏茲（Daniel Weisz）在一份宣告中表示。「我們的研究表明，其他星系生態系統中的低質量星系遵循了與銀河系衛星星系不同的演化路徑。」

仙女座星系距離地球約250萬光年，是距離我們最近的大型星系，並且正在不斷靠近。科學家預測，仙女座星系與銀河系將在約50億年後發生碰撞並合併。肉眼觀察下，仙女座星系呈現為一個模糊的紡錘形天體，其大小與滿月相當。然而，環繞仙女座星系的數十個矮星系則需要強大的望遠鏡才能觀測到，這些星系就像蜂群圍繞蜂巢一般散佈在仙女座周圍。

自2019年底開始，哈伯望遠鏡花費了兩年時間，對距離仙女座星系高達163萬光年的數十個星系進行了影像記錄，並測量了它們的位置與運動。這些資料為魏茲及其團隊提供了首張全面的3D地圖，描繪了仙女座星系的生態系統。基於這些資訊，研究人員深入探討了這些矮星系在近140億年宇宙時間中的演化過程。

「仙女座星系系統中的所有天體都呈現出非常不對稱且受到擾動的狀態，」魏茲在宣告中表示。「這似乎表明，在不久之前發生了一些重大事件。」研究人員推測，這個事件可能是仙女座星系與一個大型星系在數十億年前發生的碰撞。可能的肇事者是被稱為M32的衛星星系，它是仙女座星系最亮的伴星系。天文學家認為，M32可能是這場合併事件後殘留的核心。

哈伯望遠鏡的觀測還揭示了一個獨特的星系群體，這些星系在仙女座星系周圍形成，但在銀河系周圍並未觀察到。這些星系在早期就開始形成大部分恆星，並且以極低的速率持續了比天文學家預期更長的時間。考慮到仙女座星系的強大引力，這些星系本應在很久以前就被剝奪了形成恆星的氣體，類似於銀河系周圍的現象。

「這在電腦模擬中並未出現，」研究主要作者、加州大學柏克萊分校的天體物理學家亞歷山德羅·薩維諾（Alessandro Savino）在同一份宣告中表示。「目前沒有人能夠解釋這一現象。」

此外，研究還發現，仙女座星系的矮星系中有一半以獨特的扁平平面軌道執行，並且全部朝同一方向移動——這種配置在其他星系（包括銀河系）中並未觀察到。「這非常奇怪，」魏茲表示。「發現衛星星系以這種方式排列完全出乎意料，我們至今仍無法完全理解其原因。」

研究人員指出，這些組合成「仙女座大平面」的星系並未表現出可區分的特徵，例如恆星形成的模式。這表明，這個平面並非一個物理上獨立的結構，而是一種偶然的配置，其起源尚未完全被理解。「仙女座衛星系統中存在許多多樣性需要解釋，」魏茲總結道。「理解這些天體如何聚集在一起，對於解開這個星系的歷史至關重要。」